一种负向续流电流监测电路制造技术

一种负向续流电流监测电路，包括NMOS功率开关管及NMOS功率开关管通过第一节点和第二节点驱动的感性负载，NMOS功率开关管连接有闭合负反馈电流采集电路；闭合负反馈电流采集电路与NMOS功率开关管共同形成闭合负反馈电流采集回路，闭合负反馈电流采集回路监测并采集出流经NMOS功率开关管的负向续流电流，闭合负反馈电流采集回路将流经NMOS功率开关管的负向续流电流采集出来并转化为相应比例的正向电流替代开环比较器监测负向续流电流的衰减过程，特别是负向续流电流衰减完毕的过零点，结构简单，降低了设计成本，闭环检测速度快，抗干扰能力强，且转化出的相应比例的正向电流便于后续处理，比如可与参考电流进行比较，进而判断和控制负向续流电流。

【技术实现步骤摘要】
一种负向续流电流监测电路
本专利技术涉及负向续流电流监测技术，特别是一种负向续流电流监测电路。
技术介绍
MOS功率开关管最显著的特性是开关特性好，所以被广泛应用在需要电子开关的电路中。如图1所示为用NMOS功率开关管Mpwr驱动感性负载L的电路，由于感性负载如马达、电磁阀等的感性负载电流负向续流的情况，故而当NMOS功率开关管Mpwr导通，负向续流电流Iload由第二节点B续流流向第一节点A，此时，NMOS功率开关管Mpwr的导通内阻为Rpwr，则NMOS功率开关管Mpwr两端的电压即第一节点A与第二节点B之间的电压差VAB＝-Rpwr*Iload<0，故而该负向续流电流Iload此时在第一节点A到第二节点B的电路中为负向续流电流。NMOS功率开关管Mpwr的一些动作需要依据该负向续流电流Iload的衰减情况来触发比如衰减完毕的过零点来触发。现有技术中监测该负向续流电流Iload衰减完毕过零点的技术方案为通过开环比较器检测并判断第一节点A的电位，当VAB＝0V时，即表示负向续流电流Iload衰减完毕。具体如图2所示，开环比较器comp的正相输入端与第一节点A相接，负相输入端设为0V(或接地)，即用开环比较器comp构造过零比较器，该中测量方式存在一定的测量误差，特别是当两个输入端的电压差与开环放大倍数之积小于输出阈值时，开环比较器comp的输出端均会给出零值。故而这个方案的弊端为：1、由于第一节点A的摆动范围极大，且摆动速度极快，这对开环比较器comp的输入级要求很高，增加设计成本；2、当NMOS功率开关管Mpwr的导通内阻Rpwr极低时(可能为mΩ级)，或负向续流电流Iload很小，或负向续流电流Iload衰减到很小时，VAB＝-Rpwr*Iload，第一节点A与第二节点B之间的电压差会极小，故而对开环比较器comp的精度要求很高，一旦开环比较器的精度不满足要求，就会对过零点的判断准确性影响极大；3、此方案为开环监测过程，对环境的抗干扰性较低，且判断速度慢。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供一种负向续流电流监测电路，采用闭合的负反馈回路将负向续流电流采集出来并转化为相应比例的正向电流替代开环比较器监测负向续流电流衰减过程，特别是负向续流电流衰减完毕的过零点，结构简单，闭环检测速度快，抗干扰能力强，且能将采集出来的负向续流电流转化为相应比例的正向电流，以便于后续比较处理。本专利技术通过以下技术方案实现：一种负向续流电流监测电路，包括NMOS功率开关管及NMOS功率开关管通过第一节点和第二节点驱动的感性负载，其特征在于，所述NMOS功率开关管连接有闭合负反馈电流采集电路，所述闭合负反馈电流采集电路与所述NMOS功率开关管共同形成闭合负反馈电流采集回路，所述闭合负反馈电流采集回路监测并采集出流经所述NMOS功率开关管的负向续流电流。作为优选，所述闭合负反馈电流采集电路包括NMOS电流采样管，所述NMOS电流采样管与所述NMOS功率开关管栅极互连且接高电平，所述NMOS电流采样管与所述NMOS功率开关管的漏极相连于所述第一节点，所述NMOS功率开关管的源极连接所述第二节点，所述NMOS电流采样管的源极连接第三节点；所述第三节点连接第二NMOS管的漏极和第一NMOS电流输入管的源极与衬底，所述第一NMOS电流输入管的漏极通过第一电流源连接于工作电压；所述第二节点连接第二NMOS电流输入管的源极，所述第二NMOS电流输入管的漏极通过第二电流源连接于工作电压；所述第一NMOS电流输入管和所述第二NMOS电流输入管的栅极互连；所述第二节点通过第三电流源连接于所述第二NMOS管的漏极，所述第二NMOS管的栅极连接所述第二NMOS电流输入管的漏极，所述第二NMOS管的源极连接第三PMOS管的漏极，所述第三PMOS管的源极和衬底与工作电压相连，所述第三PMOS管与第四PMOS管的栅极互连，所述第四PMOS管的源极与工作电压相连，所述第一电流源、所述第二电流源、所述第一NMOS电流输入管、所述第二NMOS电流输入管、所述第二NMOS管和第三PMOS管共同作用使得所述第三节点与第二节点的电位相等，负向续流电流从所述第四PMOS管的漏极引出并转化为相应比例的正向电流。作为优选，所述第三PMOS管与第四PMOS管的尺寸比例为1：1。作为优选，所述第一电流源与所述第三电流源的输出电流远小于流经所述NMOS电流采样管的电流。作为优选，所述第一电流源与所述第二电流源的输出电流相等，所述第一NMOS电流输入管和所述第二NMOS电流输入管的尺寸比例为1：1。本专利技术相对于现有技术优势在于：本专利技术所述的一种负向续流电流监测电路，通过闭合负反馈电流采集电路与NMOS功率开关管共同形成闭合负反馈电流采集回路，将流经NMOS功率开关管的负向续流电流采集出来并转化为相应比例的正向电流替代开环比较器监测负向续流电流的衰减过程，特别是负向续流电流衰减完毕的过零点，结构简单，降低了设计成本，闭环检测速度快，抗干扰能力强，且转化出的相应比例的正向电流便于后续处理，比如可与参考电流进行比较，进而判断和控制所述负向续流电流。附图说明图1是NMOS功率开关管驱动的感性负载的负向续流电路示意图；图2为传统通过开环比较器监测NMOS功率开关管驱动感性负载的负向续流电流的示意图；图3为本专利技术一种负向续流电流监测电路示意图。图中各标号列示如下：Mpwr-NMOS功率开关管；L-感性负载；Iload-负向续流电流；A-第一节点；B-第二节点；C-第三节点；Φ-高电位点；Msen-NMOS电流采样管；M1a-第一NMOS电流输入管；M1b-第二NMOS电流输入管；M2-第二NMOS管；M3-第三PMOS管；M4-第四PMOS管；Isen-第一采样电流；I2-第二采样电流；I3-第三采样电流；I4-第四采样电流；Ib1-第一电流源；Ib2-第二电流源；Ib3-第三电流源；Vcc-工作电压。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面结合附图和具体实施例，对本专利技术进行更详细的说明。本专利技术所述的一种负向续流电流监测电路，如图3所示，包括NMOS功率开关管Mpwr驱动感性负载L，所述NMOS功率开关管连接有闭合负反馈电流采集电路；所述闭合负反馈电流采集电路与所述NMOS功率开关管共同形成闭合负反馈电流采集回路，所述闭合负反馈电流采集回路监测并采集出流经所述NMOS功率开关管的负向续流电流。具体地，所述NMOS功率开关管Mpwr通过与之镜像相接的NMOS电流采样管Msen将负向续流电流Iload采出，并经第二NMOS管M2和第三PMOS管M3及第四PMOS管M4传递到第四PMOS管M4的漏极。进一步地，所述闭合负反馈电流采集电路包括NMOS电流采样管Msen，所述NMOS电流采样管Msen与所述NMOS功率开关管Mpwr栅极互连且接高电平Φ，所述NMOS电流采样管Msen与所述NMOS功率开关管Mpwr的漏极相连于所述第一节点A，所述NMOS功率开关管Mpwr的源极连接所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种负向续流电流监测电路，包括NMOS功率开关管及NMOS功率开关管通过第一节点和第二节点驱动的感性负载，其特征在于，所述NMOS功率开关管连接有闭合负反馈电流采集电路，所述闭合负反馈电流采集电路与所述NMOS功率开关管共同形成闭合负反馈电流采集回路，所述闭合负反馈电流采集回路监测并采集出流经所述NMOS功率开关管的负向续流电流。/n

【技术特征摘要】
1.一种负向续流电流监测电路，包括NMOS功率开关管及NMOS功率开关管通过第一节点和第二节点驱动的感性负载，其特征在于，所述NMOS功率开关管连接有闭合负反馈电流采集电路，所述闭合负反馈电流采集电路与所述NMOS功率开关管共同形成闭合负反馈电流采集回路，所述闭合负反馈电流采集回路监测并采集出流经所述NMOS功率开关管的负向续流电流。


2.根据权利要求1所述的负向续流电流监测电路，其特征在于，所述闭合负反馈电流采集电路包括NMOS电流采样管，所述NMOS电流采样管与所述NMOS功率开关管栅极互连且接高电平，所述NMOS电流采样管与所述NMOS功率开关管的漏极相连于所述第一节点，所述NMOS功率开关管的源极连接所述第二节点，所述NMOS电流采样管的源极连接第三节点；所述第三节点连接第二NMOS管的漏极和第一NMOS电流输入管的源极与衬底，所述第一NMOS电流输入管的漏极通过第一电流源连接于工作电压；所述第二节点连接第二NMOS电流输入管的源极，所述第二NMOS电流输入管的漏极通过第二电流源连接于工作电压；所述第一NMOS电流输入管和所述第二NMOS电流输入管的栅极互连；所述第二节点通过第...

【专利技术属性】
技术研发人员：张长洪，
申请(专利权)人：圣邦微电子北京股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11